壓力脈沖解堵技術(shù)提高油井產(chǎn)能

賀雪紅 雷鳴

(1．陜西省榆林市靖邊縣靖邊采油廠，陜西 榆林 718500)(2．陜西省延安市延長縣七里村采油廠，陜西 延安 717111)

技術(shù)管理

壓力脈沖解堵技術(shù)提高油井產(chǎn)能

賀雪紅1雷鳴2

(1．陜西省榆林市靖邊縣靖邊采油廠，陜西 榆林 718500)(2．陜西省延安市延長縣七里村采油廠，陜西 延安 717111)

石油一直是我國的重要能源，作為國家不可再生的戰(zhàn)略資源，在開采使用的技術(shù)尤為重要。油田開采的主力層位是厚油層。這個(gè)層面一般使高含水層，挖掘難度較大，出油率較低。在石油開采的過程中，如何破解各地層之間的阻塞，增加油井產(chǎn)能，壓力脈沖解堵技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這一問題。本文針對(duì)壓力脈沖解堵技術(shù)如何提高油井產(chǎn)能作了詳細(xì)的分析，希望給作業(yè)人員一些工作啟示。

壓力脈沖解堵技術(shù)；油井；產(chǎn)能

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，石油的在工業(yè)中的需求量越來越大。如何提高石油的產(chǎn)能一直是眾多專家和作業(yè)人員面臨的技術(shù)難題。通過采用壓力脈沖解堵技術(shù)，提高了其原油采收率和油層的滲透率。由于該項(xiàng)技術(shù)有效的保證了原油開采的質(zhì)量和產(chǎn)量，在石油開采行業(yè)被廣泛的應(yīng)用。

1 壓力脈沖解堵技術(shù)簡介

1.1 技術(shù)原理

壓力脈沖解堵技術(shù)是一種機(jī)械解堵與化學(xué)解堵進(jìn)行配合使用的解堵方式。將化學(xué)解毒劑注入水泥車套管中，然后在套管和油管環(huán)空中打入高壓氣體。當(dāng)壓力到臨界值的時(shí)候，壓力脈沖裝置瞬間釋放壓力，在套管和地層間壓力差的作用下，套管中的流體以很高的速度沖到井底，并且形成高流速的沖擊波。沖擊波的傳導(dǎo)作用使原附著物和堵塞物之間分離，隨著流體流向井底，從而改變的了地層的孔隙結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)疏通管路的目的。

1.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

這種技術(shù)非常適合于后期油層壓裂[1]，油層結(jié)蠟，近井帶堵塞等情況的產(chǎn)生。對(duì)于泥質(zhì)含量小、滲透率小的儲(chǔ)層，可根據(jù)不同地質(zhì)條件，調(diào)整工作的化學(xué)試劑的配方，是壓力脈沖解堵技術(shù)的適用范圍增大。而且這種物理方式，有效的保護(hù)了鉆孔，降低了對(duì)地層的傷害。

2 地層堵塞原因分析

地層傷害會(huì)造成鉆井滲透率降低，進(jìn)而形成地層堵塞，從而減少原油產(chǎn)出量降低。通常在石油開采中，地層堵塞有以下原因。

2.1 顆粒運(yùn)動(dòng)原因

平原地區(qū)的油田表面土有松軟的砂子，下部有較厚的巖石層，因此在開采時(shí)要采用相關(guān)的機(jī)械設(shè)備打通巖石層才能進(jìn)行開采。但是由于上部土層松軟，在打通巖石層后，上部沙土落入巖石通道內(nèi)，就會(huì)形成堵塞。

2.2 粘土運(yùn)動(dòng)原因

粘土礦物質(zhì)在油氣儲(chǔ)層中有兩種：陸源粘土礦物和自生粘土礦物。其中陸源粘土礦物構(gòu)成了砂巖粒間雜質(zhì)和泥質(zhì)，在地層的搬運(yùn)沉積中磨損、腐蝕，結(jié)構(gòu)松散。自生粘土礦物在儲(chǔ)層砂巖中生成，有良好的晶型，比較堅(jiān)硬。陸源粘土礦物在地層中有以下三種存在形式：分散質(zhì)點(diǎn)式粘土、薄膜式粘土、橋塞式粘土。分散質(zhì)點(diǎn)式粘土存在于砂巖空隙中，不僅填補(bǔ)了巖石空隙降低滲透性，而且附著力很差。薄膜式粘土顆粒呈定向排列，儲(chǔ)層滲透性差，這類粘土流入井中不會(huì)傷害儲(chǔ)層。前兩種在地層中含量較多。但是對(duì)石油開采儲(chǔ)層影響不大，但是橋塞式粘土對(duì)儲(chǔ)層會(huì)造成影響。橋塞式粘土在空隙中分布，分割了砂巖的原生孔隙，在空隙中形成表面積很大的束縛含水區(qū)，從而降低了巖石的儲(chǔ)油能力。如果壓力脈沖解堵技術(shù)，長期向地下層注入高壓水，則橋塞式粘土?xí)霈F(xiàn)膨脹作用，在井壁附著，造成地層堵塞。

2.3 蠟質(zhì)和瀝青質(zhì)原因

在原油中存在膠體狀態(tài)的蠟質(zhì)和瀝青質(zhì)[2]，由于和原油中的樹脂相結(jié)合而穩(wěn)定。但是開采原油過程中，樹脂會(huì)逐步的分離出來，因此蠟質(zhì)和瀝青質(zhì)會(huì)產(chǎn)生沉淀，對(duì)地層存在較大的破壞作用。因此蠟質(zhì)和瀝青質(zhì)在開采過程中，會(huì)產(chǎn)生析出、凝結(jié)、結(jié)焦、結(jié)炭的情況。從而造成地層堵塞。在儲(chǔ)層中出現(xiàn)的多為混合膠結(jié)，膠結(jié)物多為不均勻的凝塊式膠結(jié)。

3 壓力脈沖解堵技術(shù)提高油井產(chǎn)能的實(shí)例分析

3.1 工程概況

以某油田為例，在實(shí)例中分析壓力脈沖解堵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。實(shí)際工程概況為：某油田稠油區(qū)經(jīng)過多年開發(fā)，油層壓力已經(jīng)大幅度下降，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)沉淀析出。由于稠油粘度高，比重大，從井筒升至地面較為困難，在開采前期使用熱力開采法?，F(xiàn)在經(jīng)過一段時(shí)間的開采，油層溫度已經(jīng)下降，井底壓力下降，原油狀態(tài)形成油包水乳化液，致使產(chǎn)量下降。前期的鉆井、修井等操作，已經(jīng)使油層受到了損傷，油層孔道因多種因素造成堵塞，使油井不能正常生產(chǎn)。

3.2 壓力脈沖解堵技術(shù)應(yīng)用

針對(duì)油田的情況對(duì)油井堵塞原因進(jìn)行分析，不同的原因采取不同的解堵方法。如因?yàn)闄C(jī)械外力鉆井，原油層內(nèi)部引起的堵塞，使用單純的壓力脈沖進(jìn)行解堵。使用化學(xué)沉淀造成堵塞引起的粘土膨脹，使用酸化液加壓力脈沖解堵。膠質(zhì)瀝青質(zhì)造成的稠化堵塞，采用降解劑加壓力脈沖解堵進(jìn)行。

①水力脈沖解堵

通過水力脈沖作用于井底，改變井底地層中巖石的狀態(tài)結(jié)構(gòu)，通過高壓力下的水作用，使巖石中碎屑得到凈化，從而增加地層巖石的松散程度，提高后續(xù)機(jī)械的破巖效率?，F(xiàn)在的水力脈沖解堵使用沖擊振動(dòng)式，在鉆頭和鉆鋌之間加裝液動(dòng)沖擊器。但是水力解堵在巖石作用下較易損壞，因此使用地土質(zhì)及地層不宜太過堅(jiān)硬。否則水力脈沖器械容易受到破壞。

②復(fù)合固體酸解堵

使用硝酸粉末液或者磺酸鹽[3]降解劑導(dǎo)入套管，壓風(fēng)機(jī)壓入高壓氣體。保證脈沖壓力0.5Mpa，時(shí)間20分鐘，次數(shù)6-8次。使原油地層中的粘土和瀝青質(zhì)與原油達(dá)到分離狀態(tài)。

③壓力脈沖中的壓力對(duì)解堵的作用

壓力波動(dòng)的作用影響對(duì)地層的振動(dòng)有影響。一般地，壓力波動(dòng)越大地層振動(dòng)越強(qiáng)，通過有效的貼合地層固有的頻率，達(dá)到壓力與地層形成共振，則效果最佳。由于壓力的作用，地層在產(chǎn)生大幅度振動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生局部的高溫高壓，同時(shí)液體和氣體的混合物附近的液體出現(xiàn)激波，此時(shí)形成一系列的次級(jí)效應(yīng)。例如，稠化物與原油的分散作用，原油的乳化作用等等。

對(duì)于機(jī)械外力造成的堵塞，使用純氣體的壓力脈沖比使用純水的壓力脈沖效果更加好。脈沖壓力隨著開閥速度的加快而變大。當(dāng)開閥前穩(wěn)壓較低時(shí)，在使用水進(jìn)行壓力脈沖，要打入0.5Mpa的氣墊，才能獲得較高的脈沖壓力；當(dāng)開閥前穩(wěn)壓較高時(shí)，注入氣墊在水中處于非常小或者非常大才可以形成較高的脈沖壓力，而中間值脈沖壓力較低。因此，壓力脈沖單一流體比復(fù)合流體獲得的壓力脈沖較低。故在使用壓力脈沖解堵技術(shù)時(shí)，盡量使用復(fù)合流體。尤其是能量較低的油井，采用純流體進(jìn)行壓力脈沖容易造成液柱壓力過大，使油井封死。注入氣墊更有助于將堵塞物排入井中，提高解堵效率。

3.3 使用前后結(jié)果對(duì)比

通過對(duì)該油田15口油井進(jìn)行壓力脈沖解堵，其中14口都有較大程度的疏通，解堵率達(dá)93.3%。15口井解堵前平均日液23.9噸，解堵后平均日液33.2噸。平均單井增液9.3噸單井平均液面上升70.3米，可見解堵技術(shù)實(shí)施后效果顯著。由此可見，壓力脈沖解堵技術(shù)能針對(duì)多種物質(zhì)不同的管道堵塞進(jìn)行解堵，還能結(jié)合多種不同的解堵液進(jìn)行作用，使油井的工作效率大大提高。操作簡單，成本低廉，減少了人工下井下管柱的操作，直接實(shí)現(xiàn)解堵油水井。提高了工作的效率，為原油開采節(jié)約了時(shí)間。而且可以在不同地形地貌的油田進(jìn)行使用。

不論是峽谷型地質(zhì)結(jié)構(gòu)，滲透性低的油田，還是海岸地區(qū)，地層厚實(shí)，以碳酸鹽成分為主的油田都可以使用此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行解堵。但是在鉆孔時(shí)要結(jié)合地形特點(diǎn)，采取不同的鉆井方式進(jìn)行作業(yè)。

4 結(jié)語

石油開采的前期工作中，地形地貌是主要的考察重點(diǎn)。地質(zhì)的構(gòu)成決定了石油開采鉆井的方式。原油的開采過程中，解堵是開采的關(guān)鍵，通過對(duì)前期開采造成的堵塞成分進(jìn)行分析，確定采取什么方式進(jìn)行解堵。目前我國在壓力脈沖解堵技術(shù)上進(jìn)行擴(kuò)展，使用不同的化學(xué)試劑與壓力脈沖進(jìn)行融合，使油田增加滲透率和開采率。

[1]隋悅.錦州油田解堵技術(shù)綜述[J].內(nèi)蒙古石油化工,2008,34(14):70-71.

[2]王宏萬.壓力脈沖解堵及其振蕩場(chǎng)的數(shù)值模擬研究[D].中國石油大學(xué)(華東),2009.

[3]楚子星,張建國,候治民等.壓力脈沖-化學(xué)復(fù)合解堵的研究[C].∕∕2006中國油氣鉆采新技術(shù)高級(jí)研討會(huì)論文集.2006.

賀雪紅(1987-)，女，漢，陜西延川，本科，助理工程師，石油工程。

雷鳴(1974-)，男，漢，陜西延長，本科，工程師，通信工程。